10 Exercices corrigés – Réseaux de terrain
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STM
Exercice 1 : Choix de réseau
Pour un système avec 20 capteurs TOR et 10 actionneurs répartis sur 50m :
1. Quel réseau de terrain choisir ?
2. Justifier votre choix
Solution :
1. AS-Interface (AS-I)
2. Justifications :
- Idéal pour les E/S tout-ou-rien
- Supporte jusqu’à 62 esclaves
- Portée suffisante (100m)
- Alimentation intégrée
- Coût réduit
Exercice 2 : Trame Modbus
Décoder la trame Modbus RTU : 01 06 00 02 00 03 58 0B
1. Identifier les champs
2. Expliquer sa signification
Solution :
01 06 00 02 00 03 58 0B
Adr Fct Addr Valeur CRC
2. Signification :
- Adresse 1 : Esclave n°1
- Fonction 06 : Écrire registre unique
- Adresse 0002 : Registre n°2
- Valeur 0003 : Valeur à écrire
- CRC 580B : Contrôle d’erreur
Exercice 3 : Installation AS-I
On dispose de :
- 1 maître AS-I
- 15 modules esclaves
- Câble jaune AS-I (120m)
1. Faire le schéma d’installation
2. Vérifier la conformité
Solution :
2. Vérification :
- Nombre d’esclaves : 15 ≤ 62 → OK
- Longueur : 120m > 100m limite → Non conforme
- Solution : Ajouter un répéteur ou réduire la longueur
Exercice 4 : Profibus DP
Un réseau Profibus DP a :
- 1 maître
- 5 esclaves
- Débit 1.5 Mbit/s
1. Calculer le temps de cycle théorique
2. Dessiner la topologie avec terminaisons
Solution :
1. Temps de cycle ≈ (Nombre d’esclaves × Temps d’échange) + Temps protocolaire
≈ (5 × 2ms) + 10ms = 20ms
Remarque : Terminaisons aux deux extrémités du bus
Exercice 5 : Conversion Modbus
Convertir la valeur analogique 0x0FA0 reçue par Modbus en :
1. Valeur décimale
2. Tension (0-10V)
Solution :
1. Conversion hexadécimal → décimal :
0x0FA0 = 15×16³ + 10×16² = 4000
2. Conversion en tension (sur 12 bits : 0-4095) :
Tension = (4000/4095)×10V ≈ 9.77V
Exercice 6 : Dépannage Profibus
Un réseau Profibus présente des erreurs intermittentes :
- Débit : 12 Mbit/s
- Longueur : 150m
- 1 terminaison manquante
1. Identifier les problèmes
2. Proposer des corrections
Solution :
1. Problèmes identifiés :
- Longueur maximale : 100m à 12 Mbit/s (150m > 100m)
- Terminaison : Absence d’une des 2 terminaisons
- Réflexions : Provoquent des erreurs
2. Corrections :
- Réduire le débit à 1.5 Mbit/s (portée 200m)
- Ajouter la 2ème terminaison (220Ω)
- Vérifier l’intégrité du câble
Exercice 7 : Architecture réseau
Concevoir une architecture pour :
- 1 automate principal
- 5 variateurs de vitesse
- 20 capteurs TOR
- 1 poste de supervision
Solution :
Choix techniques :
- AS-I pour les capteurs TOR (simple, économique)
- Profibus DP pour les variateurs (communication avancée)
- Ethernet pour la supervision (débit élevé)
Exercice 8 : Adressage AS-I
Un système AS-I contient :
- Module 1 : Adresse 3
- Module 2 : Adresse 5
- Module 3 : Doit être ajouté
1. Quelle adresse disponible choisir ?
2. Décrire la procédure d’ajout
Solution :
1. Adresse disponible : 2 (ou toute adresse entre 1-31 non utilisée)
2. Procédure d’ajout :
- Mettre le module en mode programmation (bouton)
- Envoyer la commande d’adressage depuis le maître
- Vérifier l’adresse avec un lecteur AS-I
- Intégrer au réseau
Exercice 9 : Passerelle Modbus
Une passerelle connecte :
- Côté champ : Modbus RTU (9600 bauds, 8N1)
- Côté supervision : Modbus TCP
1. Expliquer son fonctionnement
2. Dessiner son implantation
Solution :
1. Fonctionnement :
- Convertit les trames RTU ↔ TCP
- Gère l’adressage IP/ports
- Isolation galvanique
- Peut faire du caching
Exercice 10 : Diagnostic réseau
Un technicien mesure sur un câble Profibus :
- Résistance entre fils : 110Ω
- Tension différentielle : 1.8V
1. Analyser ces mesures
2. Proposer des actions correctives
Solution :
1. Analyse :
- 110Ω : Terminaison défectueuse (devrait être 220Ω)
- 1.8V : Tension faible (normale : 2-7V)
2. Actions :
- Remplacer les terminaisons 220Ω
- Vérifier l’alimentation du bus
- Contrôler la continuité des fils
- Mesurer le débit réel
